Í byltingarkenndri rannsókn hafa vísindamenn kannað virkni ýmissa sameindasigtisdufts til að bæla niður reyk. Rannsóknin beindist að ýmsum sameindasigtum, þar á meðal 3A, 5A, 10X, 13X, NaY, MCM-41-Al og MCM-41-Si, með það að markmiði að bera kennsl á möguleika þeirra til að draga úr skaðlegum losunum í iðnaðarferlum.
Reykdeyfing er mikilvægt áhyggjuefni í mörgum atvinnugreinum, sérstaklega þeim sem fela í sér háhitastarfsemi eins og málmvinnslu, suðu og efnaframleiðslu. Útblástur reyks getur valdið starfsmönnum verulegri heilsufarsáhættu og stuðlað að umhverfismengun. Þess vegna hefur þörfin fyrir árangursríkar aðferðir til að draga úr notkun reyks aldrei verið meiri.
Sameindasigti eru kristallað efni með einsleitri porustærð sem geta sértækt aðsogað sameindir út frá stærð og lögun. Þessi einstaki eiginleiki gerir þær að kjörnum frambjóðendum fyrir ýmis notkunarsvið, þar á meðal gasaðskilnað, hvötun og, eins og þessi rannsókn bendir til, reykdeyfingu. Rannsakendurnir reyndu að meta frammistöðu mismunandi sameindasigtisdufts við að fanga og hlutleysa skaðleg reyk.
Rannsóknin hófst með ítarlegri úttekt á eiginleikum valinna sameindasigta. Sigtin 3A og 5A, sem eru þekkt fyrir hæfni sína til að aðsoga litlar sameindir, voru prófuð ásamt sigtum með stærri porum, eins og 10X og 13X, sem geta hýst stærri gassameindir. NaY-sigtið, tegund af zeólíti, var einnig notað vegna mikils yfirborðsflatarmáls þess og jónaskiptahæfni. Að auki voru MCM-41 afbrigðin, MCM-41-Al og MCM-41-Si, valin vegna einstakrar mesóporósrar uppbyggingar sinnar, sem býður upp á annan aðsogsferil samanborið við hefðbundna zeólíta.
Tilraunafasinn fólst í því að láta sameindasigti duftið gangast undir ýmsar reykmyndunarferla, sem hermdu eftir aðstæðum sem eru dæmigerðar í iðnaðarumhverfi. Rannsakendurnir mældu skilvirkni hvers sigtis við að fanga reyk, greindu þætti eins og aðsogsgetu, hraða reykfangs og heildarárangur við að draga úr styrk skaðlegra efna í lofti.
Bráðabirgðaniðurstöður bentu til þess að afköst sameindasigtanna væru mjög mismunandi eftir samsetningu þeirra og uppbyggingu. Sigtin 3A og 5A sýndu fram á glæsilega getu til að fanga smærri gufuagnir, sem gerir þau hentug fyrir notkun þar sem fínar agnir eru áhyggjuefni. Aftur á móti stóðu sigtin með stærri porum, sérstaklega 10X og 13X, sig fram úr í að fanga stærri gassameindir, sem bendir til mögulegrar notkunar þeirra í ferlum sem mynda þyngri gufur.
NaY-sigtið sýndi fram á einstaka jónaskiptaeiginleika, sem ekki aðeins juku skilvirkni þess við að fanga gufur heldur gerðu einnig kleift að hlutleysa ákveðin eitruð efnasambönd. Þessi eiginleiki setur NaY sem efnilegan frambjóðanda fyrir iðnað sem vinnur með hættuleg efni, þar sem bæði gufubæling og efnahlutleysing eru nauðsynleg.
MCM-41-Al og MCM-41-Si, með einstökum mesóporösum byggingum sínum, buðu upp á aðra nálgun á reykminnkunarbúnaði. Stórt yfirborðsflatarmál þeirra og stillanlegar porustærðir gerðu kleift að aðsoga tiltekna reykþætti á sértækan hátt, sem gerir þau að fjölhæfum valkostum fyrir markvissar reykmeðhöndlunaraðferðir. Rannsóknin undirstrikaði möguleika þessara efna í þróun háþróaðra síunarkerfa sem geta aðlagað sig að mismunandi iðnaðarþörfum.
Eftir því sem rannsóknin þróaðist kannaði teymið einnig endurnýjunargetu sameindasigta. Hæfni til að endurheimta aðsogsgetu sigtanna eftir notkun er lykilatriði fyrir hagnýta notkun þeirra í iðnaði. Rannsóknin leiddi í ljós að flest prófuð sigti gætu endurnýjast á áhrifaríkan hátt með hitameðferð, sem gerir kleift að nota þau aftur og aftur án þess að það minnki verulega afköst.
Áhrif þessarar rannsóknar ná lengra en einungis reykdeyfing. Með því að bera kennsl á og hámarka notkun sameindasigtisdufts geta atvinnugreinar dregið verulega úr umhverfisfótspori sínu og aukið öryggi á vinnustað. Niðurstöðurnar benda til þess að samþætting þessara efna í núverandi reykstjórnunarkerfi gæti leitt til skilvirkari og sjálfbærari starfshátta.
Að lokum varpar þessi nýstárlega rannsókn ljósi á möguleika sameindasigtisdufts sem áhrifaríkra efna til að bæla niður gufur. Með einstökum eiginleikum sínum og getu bjóða sigti eins og 3A, 5A, 10X, 13X, NaY, MCM-41-Al og MCM-41-Si upp á efnilegar lausnir á þeim áskorunum sem skaðleg losun stafar af í iðnaðarferlum. Þar sem iðnaður heldur áfram að leita að sjálfbærum og öruggum rekstrarháttum gæti innsýnin sem fengist með þessari rannsókn ryðjað brautina fyrir þróun háþróaðrar tækni til að stjórna gufur sem forgangsraðar bæði heilsu og umhverfisvernd. Frekari rannsóknir og samstarf milli fræðasamfélagsins og iðnaðarins verður nauðsynlegt til að þýða þessar niðurstöður í hagnýta notkun, sem að lokum stuðlar að hreinna og öruggara iðnaðarumhverfi.
Birtingartími: 19. des. 2024
